Sistemas de Ar Condiciodo

Izaias Lima / Martony Mota Sistemas de Ar CondicionadoObjetivo Processos e equipamentos mecánicos para: Resfriar ou Aquecer; Desumidificar ou Umidificar; Distribuir; Filtrar; e Renovar. O ar de um ambiente seja para: conforto térmico; controle de um processo produtivo; preservação de produtos. Sistemas de Ar Condicionado 1 2 Exemplos de Adequação ao Processo: Tecelagem: umidade elevada Armazenamento de Papel: baixa umidade Fábrica de sorvetes: baixíssima temperatura CPD: baixas temperaturas Preservação de Acervo 3 4 Parâmetros Ambientais Temperatura do ar Termostatos; Umidade do ar Velocidade do ar Pureza do ar Nível de Ruído Umidostatos; Difusores e “Dampers”; Limpeza, Filtros e Renovação; Difusores, Atenuadores, etc. O Circuito do Ar Satisfação e Saúde dos Usuários 5 1 Condensador: Rejeita. Resfriadores de líquido (Chiller) com climatizadores (Fan-Coils).517 W = 3.Princípio de Funcionamento É insuflado. Resfriamento: Para se remover o calor gerado no interior dos ambientes. ar em condições de temperatura. = 12. somado àquele que penetra pela envoltória.000 BTU/h = 3. 9 10 Conversão de Unidades: 1 TR 1 TR 1 TR Condicionador de Ar de Janela Com capacidades que variam entre 6. condensando o gás (volta para o estado líquido). 7 Recuperação de Calor no Ar de Retorno 8 Componentes do ar-condicionado Evaporador: Rouba o calor do ambiente pela evaporação de um fluído a baixas pressões. para o exterior. Compressor: Fornece energia mecânica para o sistema funcionar e eleva a pressão do gás para permitir sua condensação.163 W 11 1000 BTU/h = 293 W 1 kcal/h 12 2 . ser evaporado. é insuflado ar de 10°C a 12°C mais frio que a temperatura desejada.025 kcal/h = 1. deixando-o no estado adequado para recomeçar o ciclo. Self Contained. Tipos de Condicionadores de Ar Janela. Conceito de “diluir” o calor gerado.000 BTU/h. Sistema Mini-Split. umidade e pureza em condições diferentes daquelas que se quer manter. o calor retirado do ambiente condicionado. Válvula de expansão: Reduz a pressão do líquido.000 e 30. no ambiente. ou seja. Localização do ponto de força.000 BTU/h. Condensação: Ar ou Água. 1TR = 12. 17 18 3 . Abertura na parede/janela voltada para o exterior. Modelos de parede (High Wall) com capacidades entre 9.Antigo Aspectos relacionados à instalação Localização do aparelho no recinto. Instalação fácil.000 e 24.Sistema Mini-Split Vários Modelos. em geral metálico. Com capacidades a partir de 5TR. Instalação de dreno. 14 Chiller Equipamentos de Janela Equipamento de baixo custo. Um ponto de energia elétrica. Resfriamento a: Ar ou Água. Praticamente sem valor máximo. Rendimento energético baixo. Modelos de Teto: Até 60.000 BTU/h 13 Self Contained Com capacidades entre 5 e 40TR. 16 15 Equipamento de Janela . Suporte. Adequado para condicionamento de recintos individuais ou ambientes coletivos de pequeno porte. Descarga do ar de insuflamento. Espaço para circulação de ar na entrada e saída do condensador.000 BTU/h. 50m nas laterais e parte posterior do condicionador.50 á 1. o .50m a 0. para resfriamento do condensador 0. nas laterais Evite qualquer tipo de obstrução no insuflamento do ar Eng. afastado 0. Instale sempre o condicionador insuflando na dimensão maior do recinto Recinto 1.50 e 1.80 m 19 20 Instale o condicionador de ar.50 m.O condicionador deverá ser instalado com altura em relação ao piso entre 1. Dr.IPT 21 22 Evite curto circuito de ar entre os condicionadores Deverá ser prevista distância mínima de 0.90 m 24 4 . 50m Instalação incorreta Instalação correta Recinto 23 0.80 m. Expansão direta O ponto de força deverá ser posicionado na lateral esquerda ou direita. nunca sob o condicionador En 25 T 26 Equipamento de Janela Enclausurado Equipamento de Janela Enclausurado 27 28 Equipamentos de Janela Equipamentos de Janela 29 30 5 . Equipamentos de Janela Equipamentos de Janela 31 32 Equipamentos de Janela . evitando que ela pingue sobre transeuntes ou se acumule na edificação. 35 36 6 .Uso Indiscriminado Equipamentos de Janela-Uso indiscriminado 33 34 O condicionador deve ser instalado com uma inclinação para a parte posterior ± 10% do comprimento do aparelho Deve-se prever dreno para escoamento do condensado Dreno da Água Condensada z Uma boa montagem de uma instalação de ar condicionado deve prever formas de coleta da água condensada. compressor e válvula de expansão) ficam fora do ambiente.No caso de edifícios. Dr. deve-se prever um ramal principal para interligar os diversos condicionadores Dreno de Água Condensada 37 38 Dreno da Água Condensada z Bandeja de coleta de água descarregando em tubo embutido Sistemas “Split” z São equipamentos onde os componentes não estão montados em um mesmo gabinete ou chassis. (condensador. z Normalmente os evaporadores ficam no ambiente a ser condicionado e os demais elementos do ciclo de refrigeração. Eng. Fulvio Vittorino .IPT 39 40 Tipos de Mini Splits Sistemas “Multi-Split” 41 42 7 . Sistemas “Mini Split” Unidade Evaporadora Interior da Evaporadora 43 44 Sistemas “Mini Split” Unidade Evaporadora Sistemas “Mini Split” Unidade Condensadora 45 46 Sistemas “Mini Split” Unidade Condensadora Sistemas “Mini Split” z Equipamento de custo relativamente baixo. dreno e alimentação elétrica Î maior segurança contra invasões. z Adequado para condicionamento de recintos individuais ou ambientes coletivos de pequeno porte. z A maior parte dos equipamentos não renova o ar. 47 48 8 . z Instalação fácil: {Pequena abertura na parede/janela para passagem de tubos de refrigerantes. só recircula o ar interno. z Em caso de dúvidas informe-se com o fabricante.50 m na descarga de ar 53 54 9 . Unidades Condensadora Vertical zEstas unidades deverá ter espaço livre mínimo de 0. •Abertura nos caixilhos (corte nos vidros) para a passagem de 4 tubos com diámetro entre 3/4” e 1”. implica em perda da capacidade de refrigeração e possíveis danos ao equipamento. z Não observar as distáncias e os desníveis máximos permitidos entre as unidades.20 m na descarga de ar.Sistemas “Split” Sistemas “Split” •Não há tomada de ar externo.20 m na entrada e 1.20 m na entrada de ar e de 1. 51 Dimensões para Montagem de Mini-Splits 52 Unidades Condensadoras Horizontal z Estas unidades deverá ter espaço livre mínimo de 0. 49 50 Cuidados que devem ser observados na localização de split z Prever espaços para circulação de ar da unidade condensadora. incorporado ou remoto. 57 Sistemas Todo-Ar 58 Self Contained Condensador Incorporado Self com Condensador Remoto Tipos de Condensadores a Ar Remotos 59 60 10 . z Com condensador resfriado a água. z Muitas vezes a configuração dos componentes do equipamento se assemelham à dos “splits”.Termostato de Split Sistemas Todo-Ar z Quando a unidade de resfriamento de ar está situada distante dos ambientes condicionados (como uma pequena central) e o ar resfriado é conduzido a estes recintos por uma rede de dutos. com o condensador distante do evaporador. 55 56 Instalação Aparente Termostato Protegido Self Contained z Sistema para aplicação em instalações de médio e grande porte. z Capacidades que variam de 5 a 40 TR z Com insuflamento direto ou através de dutos de ar z Com condensador resfriado a ar. possibilitando o retorno para o equipamento de condicionamento.Sistemas Todo-Ar Sistema Todo-Ar (Self Contained) 61 62 Sistemas Todo-Ar Sistemas Todo-Ar z Portas com venezianas para permitir a passagem de ar entre recintos. Em geral. 63 64 Sistemas Todo-Ar Unidades Condensadoras 65 66 11 . {“Chillers” resfriados a ar ou a água Torre de resfriamento z Absorção. iluminação. ponto elétrico. z Prever local para casa de máquina.Cuidados a serem observados na instalação de self contained. (ver catálogos ). 68 Equipamentos Centrais z Compressão a vapor. z Co-geração. z A casa de máquina deverá ter espaço mínimo necessário para manutenção adequada do self. z A casa de máquina deverá ser provida de ponto de água. 67 Sistemas Ar-Água zO meio de resfriamento (água ou salmoura) é conduzida desde uma fonte de frio situada distante do ambiente até unidades terminais (serpentinas) situadas no ambiente e o ar a ser insuflado também vem de uma unidade central onde é feita a tomada de ar externo. Sistema com Circulação de Água Gelada TEACD 30ºC TRACD 35ºC TSAG 7 ºC TRAG 12ºC 69 F-C 1 F-C 2 F-C 3 Condensador Evaporador 70 Bomba e Chiller Casa de Máquinas – Chiller resfriado a ÁGUA 71 72 12 . mistura com o ar de retorno e a filtragem. z Termo-acumulação: {Tanques de Gelo. dreno. z No caso de self incorporado observar espaço para captação e descarga de ar do condensador. tomada de ar exterior e retorno. {Tanques de Água Gelada. Chiller Resfriado a Ar Chiller Resfriado a Ar 73 74 Bomba de Água Gelada Casa de Máquinas 75 76 Fan-coil e Dutos de Água Gelada Fan-Coil Saída de Ar Frio Entrada de Ar Quente Saída da Água Aquecida Entrada da Água Gelada T 77 78 13 . 5 m/s ou menos z Em torno dos corpos aquecidos será formado um fluxo de ar ascendente. que removerá o calor e os poluentes 83 84 14 . igual ou menor que a do ar do ambiente Cortesia Trox 81 82 Exemplo de instalação tradicional duto rígido Difusão de Ar Deslocamento z Em sistemas de difusão do ar ao ambiente por deslocamento. o ar condicionado é insuflado na zona ocupada a uma temperatura ligeiramente inferior a desejada no ambiente z A velocidade é muito baixa em torno de 0.Torre de Resfriamento Torres de Resfriamento Na grande maioria das situações é instalada na laje cobertura 79 80 Distribuição Convencional Difusão de Ar por Mistura zEm sistemas de difusão do ar ao ambiente por mistura. o ar condicionado é insuflado a uma velocidade muito maior do que a aceitável na zona ocupada zA temperatura do ar primário poderá ser maior. chapa de aço preto soldado e flangeado outros dutos (alvenaria).Distribuição pelo Piso Trajeto zO trajeto será definido em função das características do local tais como: {Estética. 85 86 Trajeto z Drenagem da água de condensação. pois a vazão a ser conduzida é sempre menor. colunas). z Material: chapa de aço galvanizado. placas rígidas de lã de vidro. Dutos de Distribuição de Ar z Condutos de ar que interligam o condicionador às bocas de ar transportando o ar resfriado na máquina até os pontos das salas que ele atende. a seção do duto diminui. pisos e tetos (vigas. {Ruído. z Posição da unidade externa: {Estética. fibra de vidro ou PVC. {Posição das unidades externas e internas. z Dificuldades de passagem por paredes. À medida que o ar vai sendo insuflado. 87 88 Exemplo de Rede de Distribuição de Ar z Sistema tradicional com dutos rígidos Parte da Rede de Distribuição 89 90 15 . Sistema de condicionamento de ar individual Insuflamento próximo a pessoa {Como esconder ou disfarçar as linhas. zPosição do evaporador {Distribuição do ar. não utiliza este tipo de duto por desconhecimento. No entanto é uma ótima solução. 93 94 Duto Giroval Duto Flexível 95 96 16 . estes dutos são construídos a partir de tiras de chapas e com juntas espiraladas em toda a extensão. x baixo custo inicial de instalação. 91 Dutos de Distribuição de Ar zDuto Flexível: os dutos flexíveis são construídos com arame espiralado com alumínio reforçado com isolamento externo por manta de lã de vidro e revestimento externo. pois não se aplica à maior parte das instalações. x o nível de ruído é maior que nos sistemas tradicionais. o projeto normal. z Desvantagens: x distribuição de ar não é muito eficiente. 92 Sistemas Sem Dutos Caixa Plenum de Insuflamento Direto z O sistema que utiliza caixa Plenum de insuflamento é uma forma simplificada de condicionamento que tem características específicas e deve ter sua utilização Dutos Retangulares criteriosamente estudada.Dutos de Distribuição de Ar z Retangulares: São os dutos mais comuns. feito no Brasil. e o alcance é limitado a mais ou menos 10 metros. o que lhe confere resisténcia e aspecto estético característico. z Giroval: de secção oval construídos a partir do “achatamento” de duto circular. utilizados em sistemas de ar condicionado e correspondem de 85% a 90% dos dutos existentes. z Vantagens: x custo zero de rede de dutos. preconceito e cultura. x como os condicionadores estão nos ambientes. Duto Circular Exemplo alternativo z Rede de Distribuição de ar usando Tronco rígido + ramais flexíveis 97 98 Exemplo de Rede de distribuição de ar z Solução alternativa apenas flexíveis Casos para analisar: zInterligações corretamente elaboradas 99 100 INSTALAÇÃO z Dutos rígidos x flexíveis {Qualificação da mão de obra {Tempo {Estrutura de suporte para a rede: função do peso próprio {Isolamento térmico: no local x de fábrica {Acabamento: qualidade na estanqueidade e Insuflação de Ar pelo Piso vazamentos {Transporte do material 101 102 17 . 107 108 18 . as dimensões dos dutos podem ser muito grandes. {Mall de shoppings. tomando boa parte do pé-direito. {Átrios de hotéis.Insuflação de Ar pelo Piso Insuflação de Ar pelo Piso 103 104 Insuflação de Ar pelo Piso Distribuição de Ar z Em instalações de condicionamento de ar onde zonas de grande dimensões e/ou com elevadas cargas térmicas devem ser climatizadas. devem ser evitadas mudanças acentuadas de direções pois geram elevadas perdas de pressão e aumento de consumo de energia. 105 z Climatizar com distribuição de água gelada. 106 Alimentação de Ar Frio em um Mal Trajetória dos Dutos z Da mesma forma que em distribuição de água. zOs dutos não devem ficar posicionados sob as luminárias que poderia resultar em: {sombras no ambiente. z Em geral. {proteção dos detectores das emanações de um eventual incêndio. z As lãs. {aquecimento do ar no duto. 111 112 Sprinklers sobre os Dutos Dutos e Sistemas de Iluminação zAs luminárias não devem obstruir a saída do ar frio das bocas de insuflação. são largamente utilizadas para o isolamento térmico de dutos de ar frio. 113 114 19 . {perda de eficiência luminosa. 109 110 Dutos e Sprinklers z Os dutos de distribuição de ar não devem ficar posicionados sob os sprinklers que poderia resultar em: {obstrução do jato de água.Isolamento Térmico de Dutos Isolamento Térmico de Instalações z Todos os dutos de distribuição de ar frio que estejam fora dos ambientes climatizados devem estar isolados termicamente para evitar ganhos de calor no ar que está sendo transportado neles. Sprinklers sob os dutos z O ar frio não deve incidir diretamente sobre os sprinklers o que poderia resultar em seu resfriamento e retardar a sua ação. condicionados ou não. pois a temperatura da água gelada é muito inferior à dos ambientes. todos os tubos de distribuição de água gelada devem ser isolados. tanto em formato de mantas como em placas. Fulvio Vittorino .Eletrocalha.IPT 117 Eng. Dr. Fulvio Vittorino . Dr. Iluminação. Ar condicionado e Sprinklers Dutos e Sistemas de Iluminação 115 116 Dutos e Sistemas de Iluminação Iluminação Eng.IPT 118 Corredor do Shopping Agéncia Bancária 119 120 20 . Do nível da rua. ratos. Tomadas de ar Tomada de ar em posição elevada. De torres de resfriamento. Da incidência direta da água de chuva. 124 Tomadas de Ar Para evitar contaminações do sistema de ar condicionado as tomadas de ar devem estar posicionadas longe de áreas com atividade humana. etc. Espaço entre Laje e Forro Laje Duto Isolado Perfil de Suporte de dutos Luminária Cabo de alimentação 121 Tirante de Fixação do Forro Forro 122 Tomadas de ar As tomadas de ar devem estar posicionadas de modo a coletarem ar em posições que permitam a captação de ar limpo. dutos de distribuição de ar e detectores de fumaça. Fontes de calor. 125 126 21 . devendo estar longe: Estacionamentos. Do acesso de pessoas que possam contaminar o sistema de distribuição de ar.Integração de Sistemas Iluminção. pombos.) por grelhas e telas. Chaminés. 123 Tomadas de ar As tomadas de ar devem estar protegidas: Da entrada de animais (insetos. Dimensão insuficiente. Devem estar próximas aos ambientes as quais atendem para reduzir custos de dutos Desejável ter ponto de água fria e esgoto.Tomada de ar incorreta Tomada de ar realizada ao nível do piso. através de frestas pela porta.Self Contained Casa de Máquinas Drenos para coleta de água Frente Fundo 131 132 22 . 127 128 Tomada de Ar em Edifício de Grande Altura Casa de Máquinas Uma boa casa de máquinas deve ser concebida de modo que haja espaço suficiente ao redor dos equipamentos de condicionamento para a sua adequada manutenção. exigindo o uso Tomadas de ar Tomada de ar elevada protegida por telas metálicas para impedir o acesso de pessoas. Deve estar sempre limpa e com acesso controlado. 129 130 Casa de Máquinas . de abertura complementar. ). Tubulação para esgotamento de água. etc. 137 Apoio e Fixação de unidades Condensadoras Apoio sobre vigas metálicas ou de madeira. 138 23 . Drenos. fora do prédio. 133 134 Uso indevido de Casa de Máquinas Uso indevido de Casa de Máquinas Casa de Máquinas servindo de depósito e cabine de pintura 135 136 Dimensões Ao redor dos chillers e fan-coils devem ser deixadas folgas suficientes para a realização de manutenções. a opção acaba não sendo econômica. neste caso acaba-se por não fazer a manutenção adequada de filtros. em plataformas e etc..Evitar Casa de Máquinas Em locais de difícil acesso (dentro de telhados. quando não é necessário a desmontagem dos trocadores de calor e da ordem do comprimento do chiller quando for preciso desmontar evaporador e o condensador. Estas folgas devem ser da ordem de 60 cm a 1 m. Áreas de casa de máquinas insuficientes: a manutenção ficará prejudicada e comprometerá a eficiência do sistema. Fora do prédio ou distante das áreas a serem atendidas: o custo de dutos será muito alto e Casa de Máquinas Ponto de água fria. Perfil metálico duplo para distanciar os tubos da parede devido à existência de pilar ressaltado.Fixação do duto de distribuição de ar Em geral. Suporte de tubos de água para a torre de resfriamento 141 142 Fixação de tubos de refrigerante e eletrodutos em sistema split. os dutos de distribuição de ar frio são sustentados por perfis metálicos que são fixados às lajes por tirantes roscados. 143 144 24 . Fixação do duto de distribuição de ar 139 140 Suporte de tubos de água para a torre de resfriamento Assentos semicirculares em madeira apoiados em estrutura metálica fixada a lajes por parafusos e buchas. Fixação de tubos de refrigerante e eletrodutos em sistema split. Evitar curvar a tubulação para não causar perdas de carga. 0 4.Central EER(kWt / kWe) 2.7 3.Fixações Unidades compactas ou condensadores podem/devem ser fixadas em suportes metálicos usando parafusos.2 147 Exemplo Global 148 Conceito Geral da Instalação Torre de Resfriamento Ar Externo Tomadas de Ar Vista Externa Vista Interna Ar Externo Ar Frio e Seco Água Aquecida Bomba d’água Água Resfriada Climatizador “SelfContained” Ar da Sala 149 150 25 .1 2. 145 Fixação de Unidade Condensadora 146 Eficiência Energética Sistema Aparelho de janela Split System Self a Ar Self a Água Chiller Alternativo+Fan Coil .Central Centrífuga+Fan coil .3 4.1 3. Aparente Distribuição de Ar .Aparente 155 156 26 .Filtros e Descidas de Ar Frio Vista em corte do Andar 151 152 Esquema Geral de uma Ala Self-Contained 153 154 Distribuição de Ar . Distribuição de Ar .Aparente Esquema Geral de outra Ala 157 158 Distribuição de Ar – Não Aparente Distribuição de Ar – Não Aparente 159 160 Dutos Flexíveis Insuflamento de Ar Periférico 161 162 27 . Distribuição de Ar .Difusores Torre de Resfriamento 163 164 Bombas de Água de Resfriamento Distribuição de Água de Resfriamento do Condensador 166 .IPT . 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